隨著全球公共交通需求的急速增長(zhǎng),各鐵路公司開(kāi)始尋找新的解決方案來(lái)解決日益嚴(yán)峻的難題,即如何實(shí)現(xiàn)比以往更快的客運(yùn)。取代舊式基礎(chǔ)設(shè)施并建設(shè)新式高速鐵路是一種能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)需求的解決方案。另外,降低運(yùn)營(yíng)成本和能耗、提高乘客安全、改善交通工具外觀并提高乘坐舒適度,現(xiàn)已成為標(biāo)準(zhǔn)要求,它可以扭轉(zhuǎn)公共交通擁擠不堪的不良形象。各鐵路公司開(kāi)始考慮在列車(chē)結(jié)構(gòu)中采用含鎳不銹鋼來(lái)應(yīng)對(duì)這些難題。
1 瑞典X2000列車(chē)
20世紀(jì)80年代末,瑞典SJ國(guó)家鐵路公司訂購(gòu)高速列車(chē)時(shí)提出的需求是一種能保證長(zhǎng)期安全、舒適和經(jīng)濟(jì)的解決方案,而且維護(hù)費(fèi)用較低、使用壽命較長(zhǎng)。為此,通過(guò)冷加工提高強(qiáng)度的304 型含鎳不銹鋼(UNS S30400,一種奧氏體合金)成為X2000快速列車(chē)堅(jiān)固車(chē)架的最佳選擇。
X2000列車(chē)由ABB集團(tuán)生產(chǎn),于1990年到1998年間投入使用。列車(chē)車(chē)架的首選材料是奧托昆普公司生產(chǎn)的不銹鋼。X2000列車(chē)采用特殊設(shè)計(jì),包括傾擺系統(tǒng)和徑向轉(zhuǎn)向架,可以在彎曲軌道上達(dá)到每小時(shí)org200公里的高速,同時(shí)不影響乘客的舒適和安全。這款車(chē)架具有很高的抗彎剛度,可以減小振動(dòng)并提高乘坐舒適度。另外,304型不銹鋼還具有優(yōu)良的耐碰撞沖擊性,從而提高了乘客的安全性。列車(chē)主要在斯德哥爾摩、哥本哈根和哥德堡等大城市之間運(yùn)營(yíng)。
ABB集團(tuán)經(jīng)過(guò)詳盡的壽命周期分析,決定采用不銹鋼作為車(chē)架材料,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),從長(zhǎng)期來(lái)看,不銹鋼比鋁鋼或碳鋼更輕盈、更安全、更經(jīng)濟(jì)。例如,每輛列車(chē)在30年內(nèi)可以節(jié)省約10萬(wàn)瑞典克郎的維護(hù)費(fèi)用;與碳鋼相比,每輛列車(chē)重量減輕20%左右。車(chē)身更輕盈意味著驅(qū)動(dòng)列車(chē)所需的能量較少,從而實(shí)現(xiàn)了顯著的節(jié)能:每輛列車(chē)30年可以節(jié)省約800000千瓦時(shí)的能耗。
經(jīng)過(guò)二十年的運(yùn)營(yíng),這些列車(chē)正在進(jìn)行全面的技術(shù)和內(nèi)部升級(jí)。但原始不銹鋼車(chē)架完好如新,預(yù)計(jì)還能使用二十年。通過(guò)X2000升級(jí)項(xiàng)目,整個(gè)車(chē)隊(duì)有望在2018年前恢復(fù)運(yùn)營(yíng),而且可靠性和舒適度更勝?gòu)那啊_@個(gè)應(yīng)用突顯了選擇材 料時(shí)從壽命周期角度進(jìn)行考量的重要性,同時(shí)考察成本和環(huán)境影響并選擇適當(dāng)?shù)燃?jí)的不銹鋼是一種行之有效的辦法。
2 印度的高速列車(chē)LHB車(chē)廂
印度鐵路公司是世界上最大的單一所有權(quán)鐵路網(wǎng)絡(luò),維系著整個(gè)國(guó)家的命脈,每年貨運(yùn)量超過(guò)10億噸,每日客運(yùn)量超過(guò)2300萬(wàn)人次。該公司擁有約250000個(gè)貨運(yùn)車(chē)廂和近70000個(gè)客運(yùn)車(chē)廂。隨著印度經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),印度鐵路公司面臨著一個(gè)艱巨的任務(wù),即在線路和樞紐容量有限的情況下,滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的運(yùn)輸需求。雖然正著手實(shí)施相關(guān)計(jì)劃,引入高速列車(chē),緩解現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的堵塞狀況,但客運(yùn)車(chē)廂箱體的設(shè)計(jì)和材料選擇中,仍以乘客安全作為首要考慮因素。在這樣龐大的鐵路網(wǎng)絡(luò)中,過(guò)去幾十年發(fā)生了多起致命事故,因此呼吁改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采用優(yōu)良材料制成“防撞”客運(yùn)車(chē)廂,而且每次發(fā)生重大事故時(shí),此類(lèi)討論都會(huì)愈加激烈。
理想情況下,車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí),應(yīng)當(dāng)通過(guò)座椅安全帶,將乘客束縛在剛性的安全結(jié)構(gòu)中,以免受到嚴(yán)重傷害。當(dāng)今的汽車(chē)都采用了這種設(shè)計(jì)。乘客艙是一個(gè)安全的剛性隔室,而且車(chē)輛前后都有可內(nèi)陷吸收沖擊能量的潰縮區(qū)。印度鐵路公司深知含鎳不銹鋼對(duì)于改善客運(yùn)車(chē)廂結(jié)構(gòu)和提高乘客安全的重要性,于2001年從德國(guó)引進(jìn)了LHB(Linke Hofmann Busch)客運(yùn)車(chē)廂。
LHB設(shè)計(jì)中將奧氏體不銹鋼用于腐蝕概率較高的頂蓋和槽形鋪面
據(jù)悉,不銹鋼制成的LHB客運(yùn)車(chē)廂具有更多的內(nèi)置安全特征,因?yàn)樗鼈兡芨行У匚彰撥壍恼饎?dòng)和沖擊,而且在列車(chē)脫軌時(shí)不容易傾覆,從而減少了事故中的傷亡人數(shù)。304型(UNS S3040)不銹鋼用于腐蝕概率較高的頂蓋和槽形鋪面。316L型(UNS S3160)不銹鋼是水箱和生物降解型衛(wèi)生間容器的首選材料。每個(gè)客運(yùn)車(chē)廂約使用10-11噸不銹鋼,其中40%為奧氏體不銹鋼。
2016年,印度鐵路公司計(jì)劃在印度投放4000個(gè)LHB客運(yùn)車(chē)廂,隨后在印度鐵路大會(huì)上宣布,到2018年完全改用LHB客運(yùn)車(chē)廂的宏大計(jì)劃。印度鐵路公司決定加快用含鎳不銹鋼客運(yùn)車(chē)廂完全取代鋼制客運(yùn)車(chē)廂的進(jìn)程,以保障乘客安全,這無(wú)疑會(huì)極大地推動(dòng)含鎳不銹鋼在印度的使用。
國(guó)際鎳協(xié)會(huì)是一個(gè)代表全球鎳生產(chǎn)商的非營(yíng)利性行業(yè)協(xié)會(huì),其使命是推廣和支持鎳的適當(dāng)應(yīng)用,促進(jìn)各國(guó)市場(chǎng)發(fā)展,支持新興和現(xiàn)有的鎳應(yīng)用,包括不銹鋼,而且全力推動(dòng)科普、風(fēng)險(xiǎn)管理并提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,以此作為公共政策和監(jiān)管的基礎(chǔ)。通過(guò)我們的科學(xué)部門(mén)鎳生產(chǎn)商環(huán)境研究協(xié)會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)NiPERA,www.nipera.org),我們也在不斷進(jìn)行與人類(lèi)健康和環(huán)境有關(guān)的前沿科學(xué)研究。
國(guó)際鎳協(xié)會(huì)是鎳及含鎳材料相關(guān)資訊的匯總中心,在亞洲、歐洲和北美洲設(shè)立了辦事處。1997年在中國(guó)設(shè)立辦事處,著重推動(dòng)含鎳材料市場(chǎng)發(fā)展,推動(dòng)鎳在中國(guó)的公共政策和監(jiān)管并共享其技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng),從而推動(dòng)鎳的可持續(xù)使用。
● 國(guó)際鎳協(xié)會(huì)是世界主要鎳生產(chǎn)商的全球性協(xié)會(huì)組織。
● 我們與其他國(guó)際金屬協(xié)會(huì)及不銹鋼研發(fā)協(xié)會(huì)合作,推動(dòng)鎳在全世界的安全使用。
● 我們通過(guò)高素質(zhì)專(zhuān)家的全球性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行市場(chǎng)拓展,并發(fā)布關(guān)于鎳及其性質(zhì)和用途的免費(fèi)技術(shù)知識(shí),以保證最佳性能發(fā)揮以及安全操作和使用。
● 我們積極發(fā)起和資助科學(xué)研究計(jì)劃,從而考察鎳在人類(lèi)健康和環(huán)境中的作用。
● 我們免費(fèi)共享自身的知識(shí),不會(huì)從事任何類(lèi)型的商業(yè)或交易活動(dòng)。
● 我們不會(huì)對(duì)鎳市場(chǎng)、價(jià)格或供需做出預(yù)測(cè)或評(píng)價(jià)。
● 我們不斷推動(dòng)鎳的長(zhǎng)期使用,從而促進(jìn)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展。
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